Arkeikum

Tidsur hvor arkeikum (grått) opptar nesten halve jordas historie. Viktgie hendelser er tegnet inn.

Arkeikum (gresk αρχαίος [archaios] = «gammelt») er det eldste av eonene som jordens historie inndeles i. Det begynte med jordens dannelse for om lag 4,6 milliarder år siden og sluttet for 2,5 milliarder år siden. Tidligere delte man dette eonet inn i hadeikum fram til 3,8 milliarder år, og arkeikum derfra og fram til 2,5 milliarder år, men i moderne geologi har hadeikum-begrepet gått stadig mer ut av bruk. Eonet som fulgte på arkeikum, heter proterozoikum. Arkeikum og proterozoikum sammenfattes ofte som prekambrium.

Utviklingen i arkeikum

Jorden ser ut til å ha oppstått gjennom en sammenklumping av ulike himmellegemer i solsystemets tidligste barndom, himmellegemer som i sin tur ble skapt av den samme gasskyen som ga opphav til resten av solsystemet. Det siste sammenstøtet av himmellegemer som skapte dagens jord resulterte samtidig i månens opprinnelse, da materiale fra kollisjonen sprutet ut fra den unge jorden og siden samlet seg i det som skulle bli månen. Det anslås at flere millioner meteoritter har skapt kratere med mer enn 1 km diameter, mens jordas geologiske prosesser har slettet sporene og bare synlige 160 kratere er påvist.

Før skilte man ut den tiden av jordens historie som var eldre enn 3,8 milliarder år, som en egen eon, hadeikum eller priskoikum. Dette har man nå forlatt og omtaler altså hele tidsperioden mellom jordens dannelse og proterozoikum som arkeikum. Stratigrafien inndeler arkeikum i fire æraer: eoarkeikum, paleoarkeikum, mesoarkeikum og neoarkeikum. De respektive skillene går ved hhv. 3,6 og 3,2 og 2,8 milliarder år før nåtiden.

Tidlig arkeikum

I begynnelsen av arkeikum ble selve planeten formet, og bombartert av meteoritter, dverg- og protoplaneter fra universet. Allerede omkring 4,6 milliarder år siden traff en stor protoplanet jordkloden og slo av store meteoriske bruddstykker som kretset rundt jorden og dannet månen. Atmosfæren var ytterst livsfiendtlig under arkeikum: Den inneholdt verken oksygen eller ozon, men svovel, og var preget av stadige, sterke tordenvær. De eldste mineralene som finnes på jorden, er zirkon-krystaller datert til 4,4 milliarder år før nåtid. Men de fleste kratoner av grunnfjell oppstod fra 3,8 milliarder år siden, dvs etter det som tidligere kaltes hadeikum. Vi finner ca. 3,8 milliarder år gammel berggrunn i bl.a Australia og på Grønland, og de eldste bergartene er som regel gneis. I Norge oppstår gneis som er over 2,8 milliarder år gammel i Sør-Varanger. Et svært gammelt mineral er jern, som opptrer fra 3 milliarder år siden i Minnesota og 2,7 milliarder år gammelt i Sør-Varanger.

I tidlig arkeikum (4.6 – 4,0 mrd år siden) var jordas mantel svært varm, og litosfæren (jordskorpen) ytterst var så lett at den neppe sank ned i mantelen. Jordskorpa bestod av mye basalt og natriumrike masser. Natriumrike mantelmasser kunne noen steder trenge oppover i basaltkappen og danne kropper av kvartsrike dypbergarter – tonalitt, trondhjemitt og granidioritt (TTG). Horisontale smeltemasser ble til grønnsteinsbelter av omdannet basalt, ofte med magnesiumrik komatiitt, og ofte omgitt av tonalitt-gneis. Bergarter fra arkeisk tid er ikke preget av omsmelting gjennom nedsynking i mantelen, slik bergarter fra sen arkeikum og proterozoikum preges av. I proterozoikum ble bergartene også mer kaliumrike.

Det tok om lag 500 millioner år før kloden ble kjølnet ned nok til at det kunne danne seg en sammenhengende jordskorpe oppå magmaen. For fire milliarder år siden må det også allerede ha eksistert et osean. Dette var imidlertid livløst til å begynne med, selv om det er funnet rester av karbon i sedimentære (havbunnsavsatte) bergarter på Grønland som er 3,8 milliarder år gamle. De første spor etter organismer (blågrønn- eller lignende bakterier) er ca. 3,6 milliarder år gamle. Etter at havet hadde oppstått, var det etterhvert lite eller ingen landmasser på jorden. Nå oppstod sen-arkeiske, sedimentære bergarter som skifer, konglomerat og kvartsitt. Overgangen til proterozoikum for ca. 2,5 mrd år siden virker dramatisk – atmosfæren ble mere oksygenrik med bedre grunnlag for alger, land-hav-fordelingen ble omtrent som idag, og historiens første istid oppstod.

Den danske geologiprofessor Minik T. Rosing og kolleger ved Stanford University mener kontinentalskorpene oppstod i takt med anaerobt liv. Når lava steg opp til overflaten gjennom basaltskorpen, ville den normalt avkjøles og størkne til tung basalt og gradvis synke ned i magmaen igjen, smelte ved 1100–1200 °C og stige opp for å størkne på ny, i en kontinuerlig geologisk prosess. Men da liv med evne til fotosyntese hadde oppstått ble det avgitt store mengder oksygen fr blant annet blågrønnbakterier, og basalten gjennomgikk en oksydasjonsprosess og forvitret. Basalt som er blitt forvitret av oksygen vil smelte ved «kun» 650 °C, utskilles og stige opp til overflaten der den størkner til langt lettere granitt. Granitt finnes på samtlige kontinenter og utgjør store deler av kontinentalskorpen, men ellers i solsystemet er den uhyre sjelden. Relativt lett granitt la seg oppå den tyngre basalten og lot basaltsyklusen fortsetter under dekket av granitt, som forble stabilt og flytende. Granitt opptar svært lite oksygen i friluft, og bidro derfor til stadig mer fritt oksygen i atmosfæren.

Sen arkeikum

De tidlige havene inneholdt også store mengder oppløst jern. Oksygenet som ble produsert gjennom fotosyntesen av mikroorganismene reagerte med jernet og ble felt ut som jernoksid. Dette foregikk over hundretalls millioner år, og da alt jernet var felt ut for ca. 2,2 milliarder år siden, lå det igjen er skorpe av rust på bunnen av verdenshavene som inneholder 20 ganger mer bundet oksygen enn hva vi i dag finner i fri form. Først nå kunne det produseres et reelt overskudd av oksygen. Nivået i atmosfæren fortsatte så å stige i de neste årmillionene, og for noe over 500 millioner år siden var det høyt nok til at større dyr kunne utvikles i havene og livet kunne begynne å invadere landjorden.

Se også

• Grunnfjell
• Kraton

Litteratur

• Ramberg, Ivar B. (red), Landet blir til – Norges geologi, Norsk Geologisk Forening, 2006, annet opplag 2007. ISBN 978-82-92344-31-6

Eksterne lenker

• Evins, Paul. "Precambrian evolution of the major Archaean blocks of the Baltic Shield" University of Oulu, Dept. of Geology, PL 3000, 01401 Oulu, Finland [broken link: 3 July 2007]